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原文传递具有用于检测物品超出尺寸阈值的检测器的自动存储和取回系统

专利名称：	具有用于检测物品超出尺寸阈值的检测器的自动存储和取回系统
摘要：	提供一种方法和设备，用于将物品分拣到多个目的地区域(100)/从多个目的地区域(100)取回物品。将物品装载到多个独立控制的运送运载工具(200)中的一个上。运送运载工具(200)遵循至/从目的地区域(100)的路径，目的地区域(100)沿所述路径定位。沿所述路径，扫描运载工具(200)以确定运载工具上的任何物品是否延伸超出尺寸约束。如果确定运载工具(200)上的物品延伸超过预定阈值，则例如通过停止或重新引导运载工具来控制运载工具。一旦在适当的目的地区域(100)处，物品就在运送运载工具(200)和目的地区域之间转移。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	美国;US
申请人：	欧佩克斯公司
发明人：	C·林奇;A·史蒂文斯;R·R·德威特;W·L·海因斯
专利状态：	有效
申请日期：	2017-08-03T00:00:00+0800
发布日期：	2019-06-04T00:00:00+0800
申请号：	CN201780061801.0
公开号：	CN109843749A
代理机构：	南京苏创专利代理事务所(普通合伙)
代理人：	杨勇
分类号：	B65G1/00(2006.01);B;B65;B65G;B65G1
申请人地址：	美国新泽西州
主权项：	1.一种物料处理系统，包括：多个目的地区域；多个运载工具，用于将物品运送到目的地区域或从目的地区域取回物品，其中所述运载工具行进一路径；控制器，用于控制所述多个运载工具的运动；用于检测其中一个运载工具上的物品是否延伸超过相对于运载工具的预定尺寸阈值的装置，其中用于检测的装置位于运载工具行进的路径附近，且用于检测的装置能够操作以产生代表目标区域的三维表示的深度数据集；其中所述控制器响应于用于检测确定物品突出超过尺寸阈值的装置来控制运载工具的操作。 2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述预定尺寸阈值为运载工具上方的高度。 3.根据权利要求1或2所述的系统，其中，响应于用于检测确定物品突出超过尺寸阈值的装置，控制器使运载工具停止前进直到物品不再突出超过尺寸阈值。 4.根据权利要求1-3中任一项所述的系统，其中，用于检测的装置包括发射器和传感器，其中所述传感器包括二维像素阵列。 5.根据权利要求4所述的系统，其中，所述发射器包括红外或近红外光源。 6.根据权利要求4或5所述的系统，其中，每个像素包括一光电探测器。 7.根据权利要求1-6中任一项所述的系统，其中，用于检测的装置包括结构光3D扫描仪。 8.根据权利要求7所述的系统，其中，用于检测的装置包括能够操作以投射光图案的发射器和与所述发射器间隔开的成像元件，其中所述成像元件能够操作以检测发射到所述目标区域上的光图案。 9.根据权利要求8所述的系统，其中，用于检测的装置能够操作以检测所述投射光图案的失真以确定所述深度数据集。 10.根据权利要求9所述的系统，其中，用于检测的装置使用三角测量来计算所述发射器投射所述光图案到其上的表面点的三维位置。 11.根据权利要求1或2所述的系统，其中，用于检测的装置包括飞行时间相机。 12.根据权利要求11所述的系统，其中，所述飞行时间相机包括光源和图像传感器，所述图像传感器包括多个像素，检测光从所述光源到所述目标区域中的对象然后返回到所述图像传感器所花费的时间。 13.根据权利要求12所述的系统，其中，所述飞行时间相机包括光源和成像元件，所述成像元件测量从所述光源发出的光与从所述目标区域中的对象反射回所述成像元件的光之间的相位差。 14.根据权利要求1-13中任一项所述的系统，其中，用于检测的装置识别三个参考点，所述三个参考点识别与所述运载工具的上表面大致平行的一平面。 15.根据权利要求14所述的系统，其中，所述平面与地平线成一角度。 16.根据权利要求3-16所述的系统，其中，用于检测的装置配置为使用所识别的平面来识别代表延伸到所述预定高度之上的物品的深度数据。 17.根据权利要求1-16中任一项所述的系统，包括警报器，当用于检测的装置检测到突出超过所述预定高度的物品时，所述警报器被致动。 18.根据权利要求17所述的系统，其中，所述警报器为能够听到的。 19.根据权利要求17所述的系统，其中，所述警报器为能够看到的。 20.根据权利要求1-19中任一项所述的系统，包括引导运载工具的轨道，其中目的地区域设置在轨道的任一侧。 21.根据权利要求20所述的系统，包括沿着所述轨道定位的拣选站，其中所述拣选站配置为允许操作员从所述运载工具取回物品或将物品放置在所述运载工具上。 22.根据权利要求21所述的系统，其中，控制器配置为在拣选站处使运载工具停止。 23.根据权利要求22所述的系统，其中，所述轨道配置为在所述拣选站处倾斜所述运载工具以将所述运载工具上的物品呈现给操作员。 24.根据权利要求1-23中任一项所述的系统，其中，所述轨道包括前轨道和相对的后轨道，在所述前轨道和后轨道之间具有一过道。 25.根据权利要求24所述的系统，其中，所述拣选站定位在所述过道的端部。 26.根据权利要求24或25所述的系统，其中，用于检测的装置位于前轨道和后轨道之间。 27.根据权利要求26所述的系统，其中，用于检测的装置位于拣选站附近，使得目标区域为运载工具停止的拣选区域中的一位置。 28.根据权利要求26所述的系统，其中，用于检测的装置能够操作用于检测是否操作员的一部分延伸到前轨道和后轨道之间的路径中。 29.一种物料处理系统，包括：多个目的地区域；多个运载工具，用于将物品运送到目的地区域或从目的地区域取回物品，其中所述运载工具行进一路径；检测组件，用于检测运载工具上的物品是否延伸超过相对于运载工具的预定尺寸阈值，其中检测组件定位在运载工具行进的路径附近，并且检测组件包括：发射器，用于当运载工具位于沿路径的一位置时将光源投射到其中一个运载工具上；以及成像元件，配置为用于检测投射到运载工具上的光；图像处理器，配置为从检测组件接收图像数据，以确定运载工具上的元件从运载工具突出的距离；其中，响应于图像处理器确定物品突出超过预定尺寸阈值，改变运载工具沿路径的移动。 30.根据权利要求29所述的系统，其中，所述尺寸阈值为运载工具上方的高度。 31.根据权利要求29或30所述的系统，其中，响应于图像处理器确定物品突出超过尺寸阈值，运载工具沿路径的移动停止，直到物品不再突出超过尺寸阈值。 32.根据权利要求29-31中任一项所述的系统，其中，所述发射器包括红外或近红外光源。 33.根据权利要求32所述的系统，其中，所述成像元件包括具有二维像素阵列的成像传感器。 34.根据权利要求33所述的系统，其中，每个像素包括一光电探测器。 35.根据权利要求33或34所述的系统，其中，检测组件包括结构光3D扫描仪。 36.根据权利要求35所述的系统，其中，所述发射器投射光图案，且所述成像元件与所述发射器间隔开。 37.根据权利要求36所述的系统，其中，图像处理器检测投射光图案的失真，以确定检测组件和光图案投射其上的物品之间的距离。 38.根据权利要求37所述的系统，其中，图像处理器使用三角测量计算发射器投射光图案于其上的表面点的三维位置。 39.根据权利要求29所述的系统，其中，成像元件包括飞行时间相机。 40.根据权利要求39所述的系统，其中，所述飞行时间相机包括图像传感器，所述图像传感器包括多个像素，检测光从所述发射器到对象然后返回到图像传感器所花费的时间。 41.根据权利要求39所述的系统，其中，图像传感器测量由发射器投射到对象上的光和从对象反射回成像元件的光之间的相位差。 42.根据权利要求29-41中任一项所述的系统，其中，图像处理器识别三个参考点，所述三个参考点识别大致平行于运载工具上表面的一平面。 43.根据权利要求42所述的系统，其中，所述平面与地平线成一角度。 44.根据权利要求43所述的系统，其中，所述图像处理器配置为使用所识别的平面来识别表示在运载工具上方的阈值高度之上延伸的物品的图像数据。 45.根据权利要求29-44中任一项所述的系统，包括一警报器，当图像处理器检测到突出高于高度阈值的物品时所述警报器致动。 46.根据权利要求45所述的系统，其中，所述警报器为能够听到的。 47.根据权利要求45或46所述的系统，其中，所述警报器为能够看到的。 48.根据权利要求29-47中任一项所述的系统，包括引导运载工具的轨道，其中目的地区域设置在轨道的任一侧。 49.根据权利要求48所述的系统，包括沿着所述轨道定位的拣选站，其中所述拣选站配置为允许操作员从所述运载工具取回物品或将物品放置在所述运载工具上。 50.根据权利要求49所述的系统，包括一控制器，所述控制器配置为在拣选站处使运载工具停止。 51.根据权利要求29所述的系统，其中，所述轨道配置为在所述拣选站处倾斜所述运载工具以将所述运载工具上的物品呈现给操作员。 52.根据权利要求48-51中任一项所述的系统，其中，所述轨道包括前轨道和相对的后轨道，在所述前轨道和后轨道之间具有一过道。 53.根据权利要求52所述的系统，其中，所述拣选站定位在所述过道的端部。 54.根据权利要求52或53所述的系统，其中，检测组件位于前轨道和后轨道之间。 55.根据权利要求53所述的系统，其中，所述检测组件位于所述拣选站附近，使得所述检测组件指向位于所述运载工具停止的拣选区域中的目标区域。 56.根据权利要求55所述的系统，其中，所述检测组件能够操作用于检测是否操作员的一部分延伸到前轨道和后轨道之间的路径中。 57.一种用于处理物料以将物品存储在多个目的地区域和/或从多个目的地区域取回物品的方法，其中所述方法包括以下步骤：控制多个运载工具沿一路径的移动以将物品运送到目的地区域或从目的地区域取回物品；检测其中一个运载工具上的物品是否延伸超过相对于运载工具的预定尺寸阈值，其中检测步骤包括创建代表目标区域的三维表示的深度数据集；其中，响应于检测到物品突出超过尺寸阈值对运载工具进行控制。 58.根据权利要求57所述的方法，其中，所述尺寸阈值为运载工具上方的高度。 59.根据权利要求57或58所述的方法，其中，响应于检测到物品突出超过尺寸阈值，运载工具沿着路径停止，直到物品不再突出超过尺寸阈值。 60.根据权利要求57-59中任一项所述的方法，其中，检测步骤包括发射光和检测二维像素阵列中的多个点处的光的步骤。 61.根据权利要求60所述的方法，其中，发射光的步骤包括发射红外或近红外光。 62.根据权利要求60或61所述的方法，其中，发射光的步骤包括将结构光发射到目标区域上。 63.根据权利要求62所述的方法，其中，检测步骤包括检测发射到目标区域上的结构光。 64.根据权利要求63所述的方法，其中，检测步骤检测结构光的失真以确定深度数据集。 65.根据权利要求64所述的方法，其中，检测步骤使用三角测量来计算发射器投射结构光到其上的表面点的三维位置。 66.根据权利要求60所述的方法，其中，检测步骤包括使用飞行时间相机。 67.根据权利要求66所述的方法，其中，检测步骤包括检测光从光源到目标区域中的对象然后返回到图像传感器所花费的时间。 68.根据权利要求66所述的方法，其中，检测步骤包括发射光源并测量发射的光源和从目标区域中的对象反射回图像传感器的光之间的相位差。 69.根据权利要求58-68中任一项所述的方法，其中，检测步骤包括识别三个参考点，所述三个参考点识别与所述运载工具的上表面大致平行的一平面。 70.根据权利要求69所述的方法，其中，所述平面与地平线成一角度。 71.根据权利要求69或70所述的方法，其中，检测步骤包括使用所识别的平面来识别代表延伸超过所述预定高度的物品的深度数据。 72.根据权利要求58-71中任一项所述的方法，包括当检测步骤检测到突出超过预定高度的物品时致动警报器的步骤。 73.根据权利要求72所述的方法，其中，致动警报器的步骤包括致动声音警报器。 74.根据权利要求72或73所述的方法，其中，致动警报器的步骤包括致动视觉警报器。 75.根据权利要求58-74中任一项所述的方法，其中控制运载工具沿轨道的移动的步骤包括引导运载工具沿着设置在轨道任一侧的目的地区域之间的轨道。 76.根据权利要求75所述的方法，其中，控制运载工具的移动的步骤包括将运载工具引导到沿轨道定位的拣选站，以允许操作员从运载工具取回物品或将物品放置在运载工具上。 77.根据权利要求76所述的方法，其中，控制运载工具的移动的步骤包括在拣选站处使运载工具停止。 78.根据权利要求77所述的方法，包括在拣选站处使运载工具倾斜以将运载工具上的物品展示给操作员的步骤。 79.根据权利要求58-78中任一项所述的方法，其中，检测步骤检测是否操作员的一部分延伸到路径中。 80.一种物料处理系统，包括：多个目的地区域；多个运载工具，用于将物品运送到目的地区域或从目的地区域取回物品，其中所述运载工具行进一路径；控制器，用于控制所述多个运载工具的运动；用于检测是否物品延伸至运载工具的路径中的装置，其中用于检测的装置位于运载工具行进的路径附近，且用于检测的装置能够操作以产生代表目标区域的三维表示的深度数据集；其中所述控制器响应于用于检测确定物品突出至路径中的装置来控制运载工具的操作。 81.根据权利要求80所述的系统，其中，响应于用于检测确定物品突出至其中一个运载工具的路径中的装置，控制器停止运载工具前进直到物品不再突出到运载工具的路径中。 82.根据权利要求80或81所述的系统，其中，用于检测的装置包括发射器和传感器，其中所述传感器包括二维像素阵列。 83.根据权利要求82所述的系统，其中，所述发射器包括红外或近红外光源。 84.根据权利要求82或83所述的系统，其中，每个像素包括一光电探测器。 85.根据权利要求80-84中任一项所述的系统，其中，用于检测的装置为结构光3D扫描仪。 86.根据权利要求85所述的系统，其中，用于检测的装置包括能够操作以投射光图案的发射器和与所述发射器间隔开的成像元件，其中所述成像元件能够操作以检测发射到所述目标区域上的光图案。 87.根据权利要求86所述的系统，其中，用于检测的装置能够操作以检测所述投射光图案的失真以确定所述深度数据集。 88.根据权利要求87所述的系统，其中，用于检测的装置使用三角测量来计算所述发射器投射所述光图案到其上的表面点的三维位置。 89.根据权利要求80所述的系统，其中，用于检测的装置包括飞行时间相机。 90.根据权利要求89所述的系统，其中，所述飞行时间相机包括光源和图像传感器，所述图像传感器包括多个像素，检测光从所述光源到所述目标区域中的对象然后返回到所述图像传感器所花费的时间。 91.根据权利要求90所述的系统，其中，飞行时间相机包括光源和图像元件，所述图像元件测量从所述光源发出的光与从所述目标区域中的对象反射回所述成像元件的光之间的相位差。 92.根据权利要求80-91中任一项所述的系统，其中，用于检测的装置识别三个参考点，所述三个参考点识别与所述运载工具的上表面大致平行的一平面。 93.根据权利要求92所述的系统，其中，所述平面与地平线成一角度。 94.根据权利要求93所述的系统，其中，用于检测的装置配置为使用所识别的平面来识别表示延伸到所述运载工具的路径中的物品的深度数据。 95.根据权利要求80-94中任一项所述的系统，包括警报器，当用于检测的装置检测到突出到所述运载工具的路径中的物品时，所述警报器被致动。 96.根据权利要求95所述的系统，其中，所述警报器为能够听到的。 97.根据权利要求95或96所述的系统，其中，所述警报器为能够看到的。 98.根据权利要求80-97中任一项所述的系统，包括引导运载工具的轨道，其中目的地区域设置在轨道的任一侧。 99.根据权利要求98所述的系统，包括沿着所述轨道定位的拣选站，其中所述拣选站配置为允许操作员从所述运载工具取回物品或将物品放置在所述运载工具上。 100.根据权利要求99所述的系统，其中，控制器配置为在拣选站处使运载工具停止。 101.根据权利要求100所述的系统，其中，所述轨道配置为在所述拣选站处倾斜所述运载工具以将所述运载工具上的物品呈现给操作员。 102.根据权利要求80-101中任一项所述的系统，其中，所述轨道包括前轨道和相对的后轨道，在所述前轨道和后轨道之间具有一过道。 103.根据权利要求102所述的系统，其中，所述拣选站定位在所述过道的端部。 104.根据权利要求102或103所述的系统，其中，用于检测的装置位于前轨道和后轨道之间。 105.根据权利要求104所述的系统，其中，用于检测的装置位于拣选站附近，使得目标区域为运载工具停止的拣选区域中的一位置。 106.根据权利要求104所述的系统，其中，用于检测的装置能够操作用于检测是否操作员的一部分延伸到前轨道和后轨道之间的路径中。 107.一种物料处理系统，包括：运送机，其尺寸和布置使得物品沿着在第一位置和第二位置之间延伸的运送路径移动；传感装置，其尺寸和布置用于确定是否物品表面延伸超出一参考平面；和控制器，如果物品表面被确定为没有延伸超过参考平面，则控制器用于根据第一操作模式操作运送机。 108.根据权利要求107所述的物料处理系统，其中，如果确定物品表面延伸超过参考平面第一距离，则控制器根据第二操作模式操作运送机。 109.根据权利要求107所述的物料处理系统，其中，运送机包括多个能够独立移动的运载工具。 110.根据权利要求109所述的物料处理系统，其中，所述多个能够独立移动的运载工具中的第一能够独立移动的运载工具根据所述第一操作模式操作，以沿着运送路径将物品运送到可选择的目的地。 111.根据权利要求110所述的物料处理系统，其中，所述多个能够独立移动的运载工具中的第一能够独立移动的运载工具根据所述第二操作模式操作，以沿着运送路径将物品运送到备用目的地。 112.根据权利要求111所述的物料处理系统，其中，所述第一能够独立移动的运载工具根据所述第二操作模式操作，以将运载物品的容器从所述备用目的地转移到一保持区域，所述保持区域的尺寸和布置设计成接收不符合尺寸约束的物品。 113.根据权利要求111所述的物料处理系统，其中，所述控制器可操作以基于由所述传感装置确定的距离将所述第一能够独立移动的运载工具从所选的目的地重定向到所述备用目的地。 114.根据权利要求110所述的物料处理系统，其中，所述控制器根据所述第二操作模式操作，以延迟所述第一能够独立移动的运载工具的移动，以允许修改物品。 115.根据权利要求114所述的物料处理系统，其中，修改包括从容器移除物品、在容器内重新定位一个或多个物品、或者将物品重新定位在所述运送机的物品支撑表面上的至少一个。 116.根据权利要求107所述的物料处理系统，还包括警报发生器，其可操作地与所述传感装置相关联，用于警告操作员需要移除或重新定位物品。 117.根据权利要求109所述的物料处理系统，其中，第一能够独立移动的运载工具根据所述第一操作模式操作，以将运载物品的容器转移到存储区域中以便随后取回。 118.根据权利要求107所述的物料处理系统，其中，所述传感装置产生深度数据集，所述深度数据集表示沿着运送路径设置的目标区域的三维表示，其中所述三维表示包括参考平面和物品表面。 119.根据权利要求118所述的物料处理系统，其中，所述传感装置包括发射器和至少一个用于产生二维像素阵列的传感器。 120.根据权利要求118所述的物料处理系统，其中，所述发射器包括红外或近红外光源。 121.根据权利要求118所述的物料处理系统，其中，每个传感器包括光电检测器。 122.根据权利要求118所述的物料处理系统，其中，所述传感装置包括飞行时间扫描仪。 123.根据权利要求118所述的物料处理系统，其中，所述传感装置包括可操作用于投射光图案的发射器和与所述发射器间隔开的成像元件，且其中，所述成像元件可操作用于检测发射到所述目标区域上的光图案。 124.根据权利要求123所述的物料处理系统，其中，所述传感装置可操作用于检测投射光图案的失真以确定所述深度数据集。 125.根据权利要求123所述的物料处理系统，其中，所述传感装置可操作用于通过三角测量计算所述发射器投射光图案到其上的表面点的三维位置。 126.根据权利要求107所述的物料处理系统，其中，所述传感装置包括飞行时间相机。
所属类别：	发明专利